Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện tượng xâm nhập mặn đã gây hại đến việc canh tác cây chanh không hạt ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Trong nghiên cứu này, dung dịch NaCl ở các nồng độ từ 0-16 g/l được tưới vào đất để tạo ra các mức độ stress mặn. Mục đích khảo sát ảnh hưởng của NaCl lên sự tăng trưởng của cây chanh không hạt sau 3 tuần. Kết quả cho thấy khi nồng độ NaCl tăng cao thì làm hư hại rễ, lá bị hoàng hóa và rụng.
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CỦA CÂY CHANH KHÔNG HẠT CITRUS LATIFOLIA (YU TANAKA) TANAKA Huỳnh Chí Hiếu* Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh *Tác giả liên hệ: chihieu104@gmail.com TĨM TẮT Hiện tượng xâm nhập mặn gây hại đến việc canh tác chanh không hạt khu vực đồng sông Cửu Long Trong nghiên cứu này, dung dịch NaCl nồng độ từ 0-16 g/l tưới vào đất để tạo mức độ stress mặn Mục đích khảo sát ảnh hưởng NaCl lên tăng trưởng chanh không hạt sau tuần Kết cho thấy nồng độ NaCl tăng cao làm hư hại rễ, bị hồng hóa rụng Bên cạnh đó, hàm lượng proline tăng, giảm số diệp lục tố (CCI) độ mở làm giảm cường độ quang hợp Ngoài ra, xử lý tưới nước rửa mặn làm tăng khả phục hồi bị xử lý mặn với nồng độ NaCl ≤8 g/l Việc phun KNO3 10 g/l làm tăng độ độ mở hàm lượng proline, cường độ quang hợp tăng Cuối cùng, kết đo hoạt tính ABA (acid abcisic) nội sinh thảo luận để làm rõ vấn đề Đề nghị tiếp tục nghiên cứu việc kết hợp xử lý tưới nước rửa mặn phun KNO3 để đánh giá hiệu chống chịu với stress mặn chanh không hạt Từ khóa: Stress mặn, tăng trưởng, quang hợp, Citrus latifolia (Yu Tanaka) Tanaka RESEACH ON SALT STRESS TOLERANCE OF CITRUS LATIFOLIA (YU TANAKA) TANAKA Huynh Chi Hieu* University of Science – VNU Ho Chi Minh City *Corresponding Author: chihieu104@gmail.com ABSTRACT Salt infiltration has harmed the cultivation of Citrus latifolia (Yu Tanaka) Tanaka in the Cuu Long River delta In this study, NaCl solution at concentrations of 0-16 g/l was irrigated to the soil to induce salinity stress levels Purpose to investigate the effect of NaCl on the growth of Citrus latifolia (Yu Tanaka) Tanaka after weeks The results: the concentration of NaCl increased lead to the root damage, the leaves are yellowed and fall Beside, increased proline content, reduced chlorophyll content index (CCI), aperture of stomatal and the intensity of photosynthesis In addition, watering to wash salt in soil lead to increase resilience on salinized plants with concentrations of NaCl ≤8 g/l Solution KNO3 10 g/l has spraied on the leaves, increased aperture of stomatal, the proline content, and the intensity of photosynthesis Finally, the ABA (abcisic acid) activity has also discussed to clarify the problem It is proposed to continue research on the combination of watering to wash salt in soil and spraying KNO3 application to evaluate the effect of salt stress tolerance of Citrus latifolia (Yu Tanaka) Tanaka Keywords: Salt stress, plant growth, photosynthesis, Citrus latifolia (Yu Tanaka) Tanaka trồng với diện tích lớn đồng sông Cửu Long Tuy nhiên, gần đồng sông Cửu Long chịu ảnh hưởng tượng xâm nhập mặn Hiện tượng làm nhiễm mặn nguồn nước tưới gây hại đến canh tác chanh không hạt Nghiên cứu trước 12 loài thuộc chi Citrus cho thấy loài nhạy cảm với mặn tích tụ nồng độ ion Na+ Cl- cao Ngược lại, lồi chịu mặn tích lũy Na+ Cl-, đồng thời TỔNG QUAN Cây chanh không hạt Citrus latifolia (Yu Tanaka) Tanaka trồng chủ yếu vùng khí hậu nhiệt đới Loài sử dụng để lấy nước ép, tăng hương vị cho thực phẩm Trong nước ép có chứa acid ascorbic, sucrose số khống canxi, kali mangan Chanh khơng hạt giống lai có nguồn gốc Mỹ, mang nhiều ưu điểm chanh ta (Citrus aurantifolia) 83 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 giảm tăng trưởng quang hợp Trong giới hạn báo này, khảo sát ảnh hưởng mức độ mặn khác cách xử lý tưới dung dịch NaCl vào đất gây tác động lên tăng trưởng chanh khơng hạt Ngồi ra, xử lý khác bao gồm tưới nước rửa mặn đất phun dung dịch KNO3 lên nhằm góp phần tìm giải pháp Kỷ yếu khoa học hạn chế tác hại nhiễm mặn lên loài VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Vật liệu Cây chanh không hạt chiết nhánh (độ tuổi tuần tính từ lúc cắt khỏi mẹ) thu nhận huyện Đức Hòa tỉnh Long An (hình 1) Hình Cây chanh khơng hạt dùng làm vật liệu thí nghiệm (Thủ Đức, tháng 04/2017) Khảo sát ảnh hưởng mức độ mặn Xử lý phun dung dịch KNO3 10 g/l Cây chanh không hạt xử lý NaCl 0, khác lên tăng trưởng Cây chanh không hạt chiết nhánh tưới 16 g/l cách tưới dung dịch lên giá thể dung dịch NaCl cách rót lên bề mặt để tạo mức độ mặn khác (thể tích giá để tạo mức độ mặn khác 250 ml/cây/lần tưới) Ngoài ra, xử lý phun đất theo thời gian, với thể tích 250 ml/cây/lần dung dịch KNO3 10 g/l (phun ướt lá) tưới, vào thời điểm 16 kết hợp với xử lý tưới tưới NaCl, ngày (tháng 04/2017) Nồng độ dung dịch thể tích 75ml/cây/lần phun (tại thời điểm NaCl: 0, 4, 8, 12 16 g/l Thí nghiệm sáng), tổng cộng lần phun, lần cách theo dõi tuần, kết tỉ lệ rụng, ngày Các nghiệm thức, bao gồm: số diệp lục tố, độ mở cường độ + Xử lý tưới NaCl g/l quang hợp lá, hàm lượng proline, trọng + Xử lý tưới NaCl g/l lượng tươi, hoạt tính chất điều hịa tăng + Xử lý tưới NaCl g/l + Phun KNO3 10 g/l trưởng thực vật (ĐHTTTV) nội sinh + Xử lý tưới NaCl 16 g/l ghi nhận + Xử lý tưới NaCl 16 g/l + Phun KNO3 10 g/l Thí nghiệm theo dõi tuần, kết Xử lý tưới nước rửa mặn giá thể Cây chanh không hạt bị tưới mặn tuần độ mở cường độ quang hợp với dung dịch NaCl nồng độ từ 0-16 g/l (từ lá, hàm lượng proline ghi nhận thí nghiệm trên) xử lý phục hồi cách tưới nước rửa mặn, thể tích 250 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ml/cây/lần tưới, vào thời điểm Sự hồng hóa hóa nâu theo thời 16 ngày (tháng 05/2017) Thí gian nghiệm theo dõi tuần, kết Sự hồng hóa sau xử lý tưới NaCl bắt số tạo mới, hàm lượng proline đầu xuất vùng nhạt màu xanh ghi nhận lục sau chuyển sang màu vàng vùng 84 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học nồng độ NaCl g/l, hóa nâu bắt đầu nhạt màu xanh lục chuyển sang màu nâu vùng phiến gần ngày thứ 3, diện tích hóa nâu có xu hướng lan rộng theo thời gian, sau bắt đầu khơ co lại (Hình 3) phiến gần cuống bị xử lý NaCl g/l sau tuần Lá bị hồng hóa triệu chứng phổ biến thể bị stress mặn (Hình 2) Ngoài ra, trưởng thành chanh không hạt cô lập đặt dung dịch NaCl 16 g/l xuất hóa nâu Ở Hình Lá trưởng thành chanh khơng hạt vị trí cách gốc 25 cm, sau tuần xử lý NaCl nồng độ khác nhau: (A), (B), (C), 12 (D) 16 (E) g/l Hình Lá thứ tính từ chanh không hạt cô lập xử lý NaCl nồng độ 16 g/l sau (A), (B), (C), (D) (E) ngày ứng với xu hướng tăng diện tích hồng hóa hóa nâu (Hình 4) Kết phù hợp với giảm số diệp lục tố bị xử lý NaCl từ 4-16 g/l Bên cạnh đó, tăng nồng độ NaCl sinh khối rễ giảm màu rễ dần nâu đậm hơn, màu vàng tươi (Hình 6) Ảnh hưởng mức độ mặn khác lên tăng trưởng Sau tuần tưới NaCl, tỉ lệ rụng bắt đầu tăng nồng độ NaCl 12 g/l đạt cao nồng độ 16 g/l Sau tuần xử lý, tỉ lệ rụng tăng rõ rệt từ nồng độ NaCl g/l trở lên (Hình 3) Sự tăng tỷ lệ rụng tương Hình Ảnh hưởng NaCl nồng độ khác lên tỷ lệ rụng (%) 85 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học Hình Cây chiết nhánh chanh khơng hạt sau tuần xử lý NaCl nồng độ khác nhau: (A), (B), (C), 12 (D) 16 (E) g/l Tương tự số diệp lục tố lá, thấp so với lá, hàm lượng proline chanh không hạt sau tuần xử lý NaCl, có độ tích lũy rễ tăng nồng độ NaCl từ 4mở bắt đầu giảm xử lý tưới NaCl 16 g/l Ở rễ, hàm lượng proline nồng độ g/l trở lên thấp nồng độ đạt mức cao nồng độ NaCl 12 16 g/l Cùng với giảm số diệp lục tố g/l cao so với nồng độ khác bị xử lý stress muối, Dưới điều kiện stress muối, có xu hướng làm giảm cường độ quang hợp làm tăng tổng hợp tích lũy proline tế bào giảm sinh khối rễ (Hình 5), chất Trong thí nghiệm này, tăng hàm lượng chanh trở nên tăng trưởng chậm stress proline chanh bị xử lý NaCl có muối kéo dài thể góp phần làm tăng áp suất thẩm thấu Ở có xử lý NaCl hàm lượng tế bào, giúp tế bào tăng khả hấp thu proline tích lũy cao hẳn so với nước khơng xử lý Ngồi ra, với lượng Hình Ảnh hưởng NaCl theo nồng độ lên trọng lượng tươi (g) rễ chanh khơng hạt sau tuần xử lý Hình Rễ chanh không hạt sau tuần xử lý NaCl nồng độ khác nhau: (A), (B), (C), 12 (D) 16 (E) g/l Cây chanh không hạt xử lý tưới mặn với dung dịch NaCl nồng độ từ 0-16 g/l, điều kiện vườn thực nghiệm Sau tuần xử lý, có thay đổi hoạt tính chất điều hịa tăng trưởng thực vật nội sinh rễ Hoạt tính IAA tăng cao tăng nồng độ NaCl từ 0-16 g/l, liên quan đến giảm tăng trưởng GA giúp kéo dài tế bào thực vật Hoạt tính GA rễ giảm sau tuần xử lý NaCl 0-16 g/l Hoạt tính ABA rễ tăng cao tăng nồng độ NaCl xử lý 4-16 g/l Nhiều nghiên cứu 86 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 cho thấy ABA đóng vai trị chất truyền tín hiệu nội bào cảm ứng biểu gen đáp ứng với stress Hoạt tính ABA tăng liên quan đến đóng khí khẩu, tăng tích lũy proline protein Hiệu xử lý tưới nước rửa mặn giá thể Cây chanh không hạt sau tuần tưới NaCl xử lý phục hồi cách tưới nước rửa mặn giá thể kết cho thấy nồng độ NaCl 0, g/l có tạo tăng theo thời gian Các nồng độ NaCl 12 16 g/l không tạo Ngoài ra, sau tuần, nồng độ NaCl 12 16 g/l rụng toàn cây, không tạo mới, Kỷ yếu khoa học sinh khối rễ giảm mạnh bị hư gần toàn tuần thứ Trong nồng độ NaCl g/l có tạo mới, thấp so với nồng độ NaCl g/l (Hình 7) Hàm lượng proline sau phục hồi tuần giảm xuống thấp với xử lý NaCl Tuy nhiên, hàm lượng proline rễ nồng độ NaCl g/l lại tăng so với trước phục hồi Sau tuần phục hồi, hàm lượng proline tích lũy có tương đương nồng độ NaCl g/l Cịn rễ, tích lũy khác biệt nồng độ NaCl 0, g/l Bên cạnh đó, hàm lượng proline rễ thấp so với Hình Cây chanh khơng hạt sau tuần phục hồi có tạo nồng độ NaCl (A), (B) (C) g/l; nồng độ NaCl 12 (D) 16 (E) g/l rụng hoàn toàn Hiệu việc xử lý phun KNO3 NaCl kết hợp phun KNO3 10 g/l cao Cường độ quang hợp đạt thấp bị chịu stress mặn Xử lý riêng lẻ tưới NaCl kết hợp phun xử lý NaCl 16 g/l (Hình 8) Trong đó, K+ KNO3 làm giảm số diệp lục tố (CCI) cung cấp việc phun trực tiếp sau tuần Trong đó, nồng độ KNO3 (10 g/l) qua lá, điều giúp nhanh NaCl 16 g/l có số diệp lục tố thấp chóng hấp thu K+, hấp thu ion khoáng bị xử lý NaCl 8, 16 g/l kết hợp phun với tăng hàm lượng proline KNO3 10 g/l cho thấy số diệp lục tố cao tích lũy dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu so với xử lý riêng lẻ NaCl 16 g/l tế bào rễ, độ mở khí Độ mở thấp bị xử lý NaCl 16 phun KNO3 tăng, giúp cho khả g/l bị xử lý NaCl kết hợp phun KNO3 thoát nước dịng nước độ mở cao so với xử lý hấp thu từ lên tăng theo Hàm lượng riêng lẻ NaCl 16 g/l Tương tự, cường proline (mg.l-1/mg trọng lượng tươi) tích lũy độ quang hợp sau tuần bị xử lý cao trưởng thành so với rễ Tăng 87 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 nồng độ xử lý riêng lẻ NaCl làm tăng hàm lượng proline tích lũy rễ cao nồng độ 16 g/l Xử lý NaCl 16 g/l kết Kỷ yếu khoa học hợp phun KNO3 làm tăng cao proline tích lũy rễ chịu stress mặn Hình Ảnh hưởng xử lý riêng lẻ NaCl kết hợp với phun KNO3 10 g/l lên độ mở (µm) cường độ quang hợp (µmol O2/m2/phút) K+ lá, làm mở khí mở Sự tăng tích lũy proline rễ giúp cân áp suất thẩm thấu thẩm, từ làm tăng khả hấp thu nước Ngoài ra, trao đổi khí tăng mở làm tăng cường độ quang hợp, giúp tích lũy chất khơ Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu khả chịu mặn chanh khơng hạt ngồi thực tế nhà vườn, tìm hiểu việc tiền xử lý NaCl chanh không hạt để giúp đáp ứng với mặn Đánh giá hiệu việc kết hợp xử lý tưới nước rửa mặn phun dung dịch KNO3 để giúp tăng khả chống chịu với mặn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Tưới NaCl nồng độ 4-16 g/l gây stress muối stress thẩm thấu, làm giảm tăng trưởng chanh không hạt chiết nhánh theo thời gian Biểu tăng rụng giảm sinh khối; số diệp lục tố, độ mở giàm cường độ quang hợp Ngồi ra, tăng hàm lượng proline tích lũy hoạt tính ABA rễ, tín hiệu đáp ứng lại với điều kiện stress mặn Cây chanh khơng hạt chiết nhánh chống chịu với mặn có nồng độ NaCl g/l Tưới nước rửa mặn không đạt hiệu bị tưới muối NaCl >4 g/l Xử lý phun KNO3 10 g/l giúp tăng hấp thu TÀI LIỆU THAM KHẢO NEGRAO, S., COURTOIS, B., AHMADI, N., ABREU, I., SAIBO, N., OLIVEIRA, M M., (2013) Recent updates on salinity stress in rice: From physiological to moleculer responses, Plant Science 30 (4) 329-377 FAHAD, S., HUSSAIN, S., MATLOOB, A., KHAN, F.A., (2014) Phytohormones and plant responses to salinity stress: a review, Plant Growth Regul DEINLEIN, U., STEPHAN, A.B., HORIE, T., LUO, W., XU, G., SCHROEDER, J.I., (2014) Plant salt-tolerance mechanisms, Trends in plant science 1-9 HUSSAIN, S., LURO, F., COSTANTINO, G., OLLITRAULT, P., MORILLON, R., (2012) Physiological analysis of salt stress behavior of citrus species and genera: Low chloride accumulation as an indicator of salt tolerance, South African Journal of Botany 81 (2012) 103-112 88 ... nghiệm (Thủ Đức, tháng 04/2017) Khảo sát ảnh hưởng mức độ mặn Xử lý phun dung dịch KNO3 10 g/l Cây chanh không hạt xử lý NaCl 0, khác lên tăng trưởng Cây chanh không hạt chiết nhánh tưới 16 g/l cách... stress mặn Cây chanh không hạt chiết nhánh chống chịu với mặn có nồng độ NaCl g/l Tưới nước rửa mặn không đạt hiệu bị tưới muối NaCl >4 g/l Xử lý phun KNO3 10 g/l giúp tăng hấp thu TÀI LIỆU THAM KHẢO... lượng tươi (g) rễ chanh khơng hạt sau tuần xử lý Hình Rễ chanh không hạt sau tuần xử lý NaCl nồng độ khác nhau: (A), (B), (C), 12 (D) 16 (E) g/l Cây chanh không hạt xử lý tưới mặn với dung dịch